在2015年希格斯玻色子發現之後，粒子物理科技領域開始沉寂下來，那麼下一次爆發又會是什麼時候呢？答案是很快就有新的突破，因為比大型強子對撞機靈敏度更高的對撞機正在升級中，到2026年我們即將對暗能量粒子進行全面調查，屆時教科書也會被改寫。
說到暗能量粒子，它可不得了，主宰著宇宙的膨脹速率，目前該粒子還處於猜測階段。觀測暗能量的方法有幾種，比如超新星爆發，還有對宇宙微波背景輻射的精細測量。宇宙微波背景輻射是宇宙在誕生後僅38萬年的幼年時期遺留下來的光。歐洲空間局的普朗克衛星繪製出了精確度極高的宇宙早期圖像，我們可以根據這個圖像更好地研究宇宙中包含的各種物質。
我們可以假設早期宇宙的基本成分沒有發生任何改變，然後在計算機模型中將時間往前調，就可以算出現在宇宙的膨脹率是多少。但我們對宇宙的加速膨脹速率無法把握，問題在於暗能量粒子在其中作祟。至少兩種宇宙膨脹率的計算方式,算出的結果卻大相徑庭，科學家難免猜測是不是我們在研究過程中遺漏了什麼重要的細節。NASA等機構的科學家認為，一定還存在著別的什麼原因可以解釋這兩種測算結果的不同，由於其中一種測量方式基於早期宇宙的狀態，而另一種測量方式對應的時間距離我們更近些，NASA等機構的科學家就此推測，可能宇宙在漫長的歲月裡產生出了某些新的物質，而正是這種新的物質正在改變著宇宙的膨脹速度，但我們的模型卻沒有把這種新物質體現出來。
科學家在潛意識中認為暗能量和被鎖在時空真空裡的能量有關，而這種能量來自貫穿於宇宙中的全部“量子場”。根據現代量子物理學，每一個單一的粒子與其特定的場都緊密相關，這些場穿過時空，有時一些場在某些地方受到刺激變得很活躍，成為我們熟悉的粒子，類似電子、夸克和中微子這種。所以所有這些電子屬於電子場，中微子屬於中微子場，以此類推。這些場相互作用形成了我們所謂量子世界的基礎。
在宇宙中，量子場無處不在。就算它們在宇宙某處的振動還沒有資格產生粒子，我們也不能否認它的確存在著，而且正常地進行擺動、振動。因此我們不能忽視這些量子場內基本的能量，在空蕩蕩的真空中也不例外。科學家嘗試用時空真空中奇異的量子能來解釋暗能量，但最終這種解釋是行不通的。如果對全部量子場中產生的能量進行簡單、初級的計算，那麼會得到比我們在現實宇宙中觀測到的暗能量要強120個數量級的答案。於是我們進行更復雜的換算，結果竟然是零，與暗能量的測算又不同。
假設這些測量宇宙膨脹率的方法都沒錯，那麼暗能量的確是變量的，從這一點上，我們可以逐漸摸索到量子場的本質。細化開來，就是暗能量在變化，而量子場自身也改變了。假如暗能量的變化是由一個新的量子場引起的，那麼我們的宇宙中就很可能存在著一種新的粒子，這種粒子的質量和之前預測的新粒子：軸子非常相近。
於是科學家推測，這種粒子可能在宇宙早期就出現了，而且一直隱匿在微波背景輻射的光裡，而其他力量和粒子卻操控著宇宙的發展方向。現在終於輪到軸子上場了。雖然我們還沒有探測到軸子的存在，但是如果專家的計算沒問題，就說明軸子的確存在，散佈在宇宙和其量子場。而且這個理論上假設的軸子通過能夠改變宇宙中暗能量的量，漸漸地顯示了它的重要性。因此，即使我們還沒有在實驗室中找到這種粒子，它已經在毫不客氣地改變著我們的宇宙，我們揪出它們的時間也不遠了，2026年升級版強子對撞機將服役，教科書或許在那時候被改寫。
閱讀更多 排頭博覽 的文章
